KAWASAKI, Japao e OSAKA, Japao–(BUSINESS WIRE)–A Panasonic Corporation alcancou a mais alta eficiencia de conversao de energia do mundo, de 16,09% para um modulo solar de perovskita (area de abertura 802 cm2: 30 cm de comprimento x 30 cm de largura x 2 mm de espessura), desenvolvendo tecnologia leve usando um substrato de vidro e um metodo de revestimento de area grande baseado na impressao a jato de tinta. Isso foi realizado como parte do projeto da Organizacao de Desenvolvimento de Novas Energias e Tecnologias Industriais (NEDO), que esta trabalhando no “Desenvolvimento de tecnologias para reduzir os custos de geracao de energia para geracao de energia fotovoltaica de alto desempenho e confiabilidade” para promover a ampla adocao da geracao de energia solar.
Esse metodo de revestimento baseado em jato de tinta que pode cobrir uma grande area reduz os custos de fabricacao dos modulos. Alem disso, este modulo de grande area, leve e com alta eficiencia de conversao permite gerar energia solar de maneira altamente eficiente em locais onde e dificil instalar paineis solares convencionais, como fachadas.
No futuro, a NEDO e a Panasonic continuarao aprimorando os materiais da camada de perovskita, com o objetivo de alcancar alta eficiencia comparavel a das celulas solares de silicio cristalino e estabelecer tecnologias para aplicacao pratica em novos mercados.
1. Contexto
As celulas solares de silicio cristalino, que sao mais amplamente usadas no mundo, encontraram mercados no Japao em areas como instalacoes mega-solar, residenciais, fabricas e publicas. Para penetrar ainda mais nesses mercados e garantir novos mercados, e crucial tornar os modulos solares mais leves e maiores.As celulas solares de perovskita*1 tem uma vantagem estrutural, pois sua espessura, incluindo uma camada de geracao de energia, e apenas um centesimo da das celulas solares de silicio cristalino, de modo que os modulos de perovskita podem ser mais leves que os modulos de silicio cristalino. A propriedade da leveza permite varios estilos de colocacao, como a instalacao em fachadas e janelas, usando eletrodo condutor transparente, o que pode levar a ampla adocao dos Edificios de Energia Zero Liquida (ZEB*2). Alem disso, como cada camada pode ser revestida diretamente nos substratos, elas podem ser produzidas mais baratas, em comparacao com a tecnologia de processo convencional. E por isso que as celulas solares de perovskita estao chamando a atencao como celulas solares da proxima geracao.
Por outro lado, apesar da tecnologia de perovskita ter atingido uma eficiencia de conversao de energia de 25,2%*3, comparavel as celulas solares de silicio cristalino, em celulas de tamanho pequeno, era muito dificil depositar materiais uniformemente em toda a area grande pela tecnologia convencional. Como resultado, a eficiencia de conversao de energia estava inclinada a diminuir.
Nesse contexto, a NEDO esta trabalhando no projeto “Desenvolvimento de tecnologias para reduzir custos de geracao de energia para geracao de energia fotovoltaica de alto desempenho e alta confiabilidade”*4 para promover a adocao adicional da geracao de energia solar. Como parte deste projeto, a Panasonic desenvolveu uma tecnologia leve usando substratos de vidro e um metodo de revestimento de grande area baseado no metodo de jato de tinta, incluindo producao e ajuste de tinta aplicada ao substrato do modulo de celula solar de perovskita. Com essas tecnologias, a Panasonic alcancou a mais alta eficiencia de conversao de energia do mundo, de 16,09%*5 para o modulo de celula solar de perovskita (area de abertura 802 cm2: 30 cm de comprimento x 30 cm de largura x 2 mm de espessura).
Alem disso, a adocao de um metodo de revestimento de grande area usando o metodo de jato de tinta no processo de fabricacao tambem permite a reducao de custos, e as caracteristicas de eficiencia de grande area, leveza e de alta conversao deste modulo permitem a geracao de energia solar de alta eficiencia em locais onde paineis solares convencionais eram dificeis de instalar, como fachadas.
Ao melhorar os materiais da camada de perovskita, a Panasonic busca alcancar alta eficiencia comparavel a das celulas solares de silicio cristalino e estabelecer tecnologias para aplicacao pratica em novos mercados.
2. Conquista
Focando no metodo de revestimento a jato de tinta que permite que a materia-prima seja revestida com precisao e uniformidade, a Panasonic aplicou essa tecnologia a cada camada da celula solar, incluindo a camada de perovskita no substrato de vidro, e obteve alta eficiencia de conversao de energia para um modulo de area grande.[Ponto de desenvolvimento tecnico]
(1) Melhorando o componente do precursor de perovskita para revestimento adequado a jato de tinta
Entre os grupos atomicos que formaram o cristal de perovskita, a metilamina apresenta problemas de estabilidade termica durante o processo de aquecimento durante a producao do modulo (a metilamina e removida do cristal de perovskita pelo calor, como resultado, uma certa parte do cristal e destruida). Ao alterar determinada parte da metilamina em Formamidinium, Cesium, Rubidium que possuem tamanho de diametro de atomo apropriado, eles revelaram que este metodo e eficiente para a estabilizacao de cristais e leva a contribuir para uma alta eficiencia de conversao de energia.(2) Controle de concentracao, quantidade de revestimento e velocidade de revestimento de tinta de perovskita
No processo de formacao de filme fino com o metodo de revestimento a jato de tinta, ha flexibilidade para o padrao de revestimento, enquanto a padronizacao de pontos do material e a uniformidade da cristalizacao sobre a superficie de cada camada sao essenciais. Para atender a esses requisitos, ajustando a concentracao de tinta perovskita em determinado conteudo e controlando com precisao a quantidade e a velocidade do revestimento durante o processo de impressao, eles obtiveram alta eficiencia de conversao de energia do modulo de area grande.Ao otimizar essas tecnologias atraves do processo de revestimento em cada formacao de camada, a Panasonic conseguiu aumentar o crescimento de cristais e melhorar a uniformidade de espessura e camada do cristal. Como resultado, eles alcancaram a eficiencia de conversao de energia de 16,09% e deram um passo a frente na aplicacao pratica.
3. O plano agora
Ao conseguir um custo de processo mais baixo e mais leve para um modulo de perovskita de grande area, a NEDO e a Panasonic Corporation planejam criar um novo mercado no qual as celulas solares nunca foram colocadas e adotadas. Com base no desenvolvimento de cada material relacionado as celulas solares de perovskita, a NEDO e a Panasonic pretendem alcancar alta eficiencia comparavel a das celulas solares de silicio cristalino e aumentar o esforco para reduzir o custo de producao para 15 ienes/W.Esses resultados foram publicados na IPEROP20 (Conferencia Internacional Asia-Pacifico sobre Perovskita, Fotovoltaica Organica e Optoeletronica), realizada no Tsukuba International Conference Center.
URL: https://www.nanoge.org/IPEROP20/program/program[Anotacao]
*1 Celulas solares de perovskita
Uma celula solar cuja camada de absorcao de luz e composta de cristais de perovskita.
*2 Edificio de energia zero liquida (ZEB)
ZEB (predio de energia zero liquida) e o edificio nao residencial que, ao controlar a carga de energia e possuir um sistema de alta eficiencia, mantem a qualidade do ambiente interno e realiza economia de energia e energia renovavel; no final, visa tornar o balanco primario anual de energia em zero.
*3 Eficiencia de conversao de energia 25,2%
Recorde mundial em eficiencia de conversao de energia das celulas de area reduzida foi copublicado pelo KRICT (Instituto de Pesquisa da Coreia em Tecnologia Quimica) e pelo MIT (Instituto de Tecnologia de Massachusetts).
Eficiencia da Celula-Melhor Pesquisa (Rev.11-05-2019) – NREL
*4 Desenvolvimento de tecnologias para reduzir custos de geracao de energia para geracao de energia fotovoltaica de alto desempenho e alta confiabilidade
– Nome do projeto: Desenvolvimento de tecnologias para reduzir custos de geracao de energia para geracao de energia fotovoltaica de alto desempenho e alta confiabilidade/Pesquisa e desenvolvimento de celulas solares inovadoras de nova estrutura / Pesquisa e desenvolvimento de baixo custo inovador de producao
– Periodo do projeto: 2015-2019 (ano anual)
– Referencia: NEDO News edicao 18de junho de 2018 “O maior modulo fotovoltaico de perovskita baseado em filme do mundo”
https://www.nedo.go.jp/english/news/AA5en_100391.html
*5 Eficiencia na conversao de energia 16,09%
Valor de eficiencia medido pelo metodo MPPT (Metodo de rastreamento de ponto maximo de energia: um metodo de medicao mais proximo da eficiencia de conversao em uso real) do Instituto Nacional de Ciencia e Tecnologia Industrial Avancada.Sobre a Panasonic
A Panasonic Corporation e lider mundial no desenvolvimento de diversas tecnologias e solucoes eletronicas para clientes nos setores de produtos eletronicos, habitacao, automotivo e comercio B2B. Celebrando seu 100o aniversario em 2018, a empresa se expandiu internacionalmente e agora opera 582 subsidiarias e 87 empresas associadas em todo o mundo, alcancando vendas liquidas consolidadas de 8,003 trilhoes de ienes no ano que se encerra em 31 de marco de 2019. Empenhada na busca de novos valores por meio da inovacao em todas as linhas divisionais, a empresa emprega suas tecnologias para criar uma vida melhor e um mundo melhor para seus clientes. Para saber mais sobre a Panasonic, acesse: https://www.panasonic.com/global.Sobre a NEDO:
A NEDO (New Energy and Industrial Technology Development Organization) desempenha um papel importante nas politicas economicas e de industrializacao do Japao por meio do financiamento de atividades de desenvolvimento de tecnologia. A NEDO tambem atua como um acelerador de inovacao para realizar suas duas missoes basicas de abordar problemas ambientais e globais de energia e aprimorar a tecnologia industrial.
Para aprender mais sobre a NEDO: https://www.nedo.go.jp/english/introducing_index.htmlFonte: https://news.panasonic.com/global/press/data/2020/02/en200207-2/en200207-2.html
Links relacionados
New Energy and Industrial Technology Development Organization (NEDO)
https://www.nedo.go.jp/english/Visao geral de P&D da Panasonic
https://www.panasonic.com/global/corporate/technology-design/r-and-d.htmlO texto no idioma original deste anuncio e a versao oficial autorizada. As traducoes sao fornecidas apenas como uma facilidade e devem se referir ao texto no idioma original, que e a unica versao do texto que tem efeito legal.